Bezpečný provoz elektrických zařízení Určeno pro studenty komb. formy FMMI, předmětu 452702 / 04 Elektrotechnika Zpracoval: Jan Dudek, listopad 2006 Elektrické zařízení EZ je takové zařízení, které ke své činnosti nebo působení využívá účinků elektrických nebo magnetických jevů 1
Rozdělení EZ podle účelu a nebezpečí úrazu el. proudem Silová EZ : slouží k výrobě, přeměně a distribuci el. energie Řídící EZ : slouží ovládání, řízení, ochran, měření,sledování, signalizaci a kontrole EZ i ne EZ Sdělovací EZ : slouží k přenosu, zpracování, záznamu a reprodukci informací Zvláštní:k jiným účelům než výše uvedená EZ (např. zdravotnická, laboratorní apod.) silnoproudá -při obvyklém užívání mohou vzniknout proudy nebezpečné osobám, užitkovým zvířatům slaboproudá - při obvyklém provozu tyto nebezpečné proudy nemohou vzniknout Rozdělení EZ dle velikosti a druhu napětí Podle druhu proudu (soustavy) stejnosměrná : ss ; = ; DC ; (GS) střídavá : st ; ~ ; AC ; (WS) 2
Obsluha a práce na EZ Kvalifikace osob: Kvalifikace = vzdělání + praxe Odborná způsobilost dle Vyhlášky č. 50/ 1978 Sb.: 3 osoba seznámená (ani znalá, ani poučená) 4 osoba poučená (prokazatelné poučení, vyvarování se nebezpečí) 5 osoba znalá (vzdělání, znalosti, zkušenosti, vyvarování se nebezpečí a vyhodnocení rizik) 6-11 osoba znalá s vyšší kvalifikací 3,4 je pro osoby bez elektrotechnického vzdělání Neopomíjet: osoba odpovědná za EZ (stav a provoz) Obsluha a práce na EZ Obsluha EZ úkony spojené s provozem elektrického zařízení, např. spínání, regulování, čtení trvale namontovaných přístrojů, synchronizování, výměna závitových a přístrojových pojistek, žárovek, prohlídka zařízení Práce na EZ montáž, revize a údržba elektrického zařízení. Sem patří také všechny úkony pro zajišťování pracovišť, jakož i měrení přenosnými přístroji. Práce s dohledem osoby zodpovídají za dodržování bezp. předpisů Práce pod dozorem dozor zodpovídá za dodržování bezp. předpisů Práce podle pokynů osoby zodpovídají za dodržování bezp. předpisů Pracovní činnost (možnost výskytu elektrického rizika) Práce na EZ (elektrické práce) Neelektrické práce práce mimo hranice ochranného prostoru Práce pod napětím osoby poučené a znalé, zvláštní předpisy a postupy Práce v blízkosti živých částí práce mimo ochranný prostor v zóně přiblížení Práce na zařízení bez napětí osoby znalé, osoby poučené + dohled o.z. 3
Základní principy ochran před úrazem el. proudem - Základní pojmy Živá část: vodič nebo vodivá část při normálním provozu pod napětím Neživá část: vodivá část zařízení není obvykle živá může se stát živou v případě poruchy základní izolace Nebezpečná živá část: ž.č., která za určitých podmínek může způsobit úraz elektrickým proudem Základní izolace: izolace nebezpečných živých částí, která zajišťuje základní ochranu Přídavná izolace Dvojitá izolace: izolace zahrnující jak základní tak i přídavnou izolaci Ochranné uzemění: Pospojování: elektrické spoje mezi vodivými částmi - vyrovnání potenciálů Ochranné pospojování: pospojování neživých částí za účelem bezpečnosti 4
Základní principy ochran před úrazem el. proudem Základní pravidlo ochrany před úrazem elektrickým proudem: Nebezpečné živé části nesmí být přístupné a přístupné vodivé části nesmí být nebezpečně živé ani za normálních podmínek (provoz při určeném použití a bez poruchy) ani za podmínek jedné poruchy Základní principy ochran před úrazem el. proudem 5
Základní principy ochran před úrazem el. proudem Základní principy ochran před úrazem el. proudem 6
Způsoby ochrany před dotykem nebezpečných živých částí a neživých částí Ochrana před nebezpečným dotykem živých částí: Kryty Přepážky Izolace Zábrana a poloha Doplňková ochrana proudovým chráničem Ochrana před nebezpečným dotykem neživých částí: Samočinné odpojení od zdroje Použití zařízení třídy II Ochrana umístěním v prostoru s nevodivým okolím Ochrana elektrickým oddělením Ochrana neuzeměným místním pospojováním Základní principy ochran před úrazem el. proudem 7
Základní principy ochran před úrazem el. proudem Základní principy ochran před úrazem el. proudem Třídy ochran elektrických zařízení Třída I: pouze základní izolace, musí být vyvedena a připojena ochranná svorka (žehlička, počítač, motor) Třída II: základní a ochranná izolace, netřeba další ochrany Třída III: napájení bezpečným malým napětím, netřeba další ochrany 8
Členění prostorů z hlediska rizika úrazu elektrickým proudem Prostory normální (sucho, teplo,nevodivé okolí) Prostory nebezpečné (přechodné nebo stále zvýšené riziko úrazu vlhké, vodivé okolí) Prostory zvlášť nebezpečné trvale zvýšené riziko úrazu el. proudem Meze bezpečných napětí Ochrana malým napětím nejbezpečnější ochrana, na zařízení nesmí být přivedeno vyšší než bezpečné malé napětí při dotyku živé části neprochází tělem postiženého nebezpečný proud 9
Ochrana proudovým chráničem Proudový chránič je podrobně rozebrán v sekci elektrických přístrojů Druhy rozvodných sítí Standardy instalace (IEC 364, ČSN 33 2000, atd.) používají tři základní druhy soustav TN, IT a TT, a mají definována důležitá ustanovení a ochranná pravidla. Použitý písmenový kód má tento význam Prvé písmeno -vyjadřuje vztah sítě a uzemnění T bezprostřední spojení jednoho bodu sítě se zemí I oddělení všech živých částí od země, nebo spojení jednoho bodu sítě přes velkou impedanci. se zemí Druhé písmeno vyjadřuje vztah neživých částí rozvodu a uzemnění: T nepřímé spojení neživých částí se zemí N přímé spojení neživých částí s uzemněným uzlem sítě (ve střídavých sítích je uzemněným bodem obvykle střed (uzel) zdroje nebo pokud není, fázový vodič) Další písmena (pokud existují) vyjadřují uspořádání středních a ochranných vodičů: S funkce ochranného vodiče je zajišťována vodičem vedeným odděleně od středního vodiče (nebo od uzemněného fázového u střídavých či uzemněného krajního u stejnosměrných sítí) C funkce středního a ochranného vodiče je sloučena v jediném vodiči (PEN vodič). 10
Soustava TN jeden bod přímo uzemněný síť TN-S: v celé síti se užívá odděleně vedeného ochranného vodiče síť TN-C-S: funkce středního a ochranného vodiče je v části sítě sloučena do jediného vodiče síť TN-C: funkce středního a ochranného vodiče je v celé síti sloučena do jediného vodiče Porucha se projeví vysokým proudem omezeným jen malou impedancí ochranné smyčky, pojistka reaguje prakticky okamžitě samočinné odpojení od zdroje Soustava IT všechny živé části jsou izolované od země nebo jeden bod je spojený se zemí přes velkou impedanci První porucha izolace. Bez nebezpečí If 0 A Druhá porucha izolace: If = 0.8 U0 / 2(Rph + RPE) Vysoká hodnota poruchového proudu mezi «dvěmi fázovými vodiči» nebo «mezi fází a středním vodičem» (omezena pouze impedancí Zph-PE a Zn - PE) 11
Soustava TT jeden bod přímo uzemněný Porucha izolace mezi «fází a ochranným (zemním) vodičem» vede k malé hodnotě poruchového proudu (značně omezena odpory uzemnění Rb a Ra) Porucha se podobá přetížení, ale vypínací čas ochran tepelných spouští jističů je příliš dlouhý (až několik sekund) Je použit proudový chránič, dříve se používal rovněž napěťový chránič. If = U0 /(Ra + Rb) Barvy vodičů v elektrické instalaci v sítích nn Barvy izolovaných vodičů: Barvy natřených holých vodičů, přípojnic (rozvodna): V síti NN typu TN-S Fáze (L): ČERNÁ / HNĚDÁ/ ŠEDIVÁ (novinka) Střední vodič (N): Modrá Ochranný vodič PE: Zelenožlutá V síti NN typu TN-S Fáze (L): ORANŽOVÁ (počet černých pruhů je pořadí fáze) Střední vodič (N): Modrá Ochranný vodič PE: Zelenožlutá V síti TN-C: Fáze (L): ČERNÁ / HNĚDÁ Ochranný a pracovní vodič PEN: Zelenožlutá (s modrými návleky na koncích) V síti TN-C: Fáze (L): ORANŽOVÁ (počet černých pruhů je pořadí fáze) Ochranný a pracovní vodič PEN: Zelenožlutá 12
Všeobecné předpisy pro výběr a stavbu EZ ČSN 33 2000-5-51 EZ musí být volena a zřizována v souladu: s opatřeními k ochraně z hlediska bezpečnosti s opatřeními na řádnou funkčnost s požadavky na přiměřenou odolnost EZ musí: odpovídat provozním podmínkám (U,I,f,P, EMC) a vnějším vlivům být přístupné a řádně označeno obsahovat ochranu proti vzájemnému působení Vnější vlivy a krytí EZ 13
Vnější vlivy a krytí EZ Všeobecné kategorie vnějšího vlivu A.. vnější činitel prostředí (dále jen prostředí) - vlastnosti okolí, sledují se: - teplota, vlhkost, nadmořská výška, přítomnost vody, výskyt cizích těles,látek, fluory, fauny, mech. namáhání, působení záření, seismické účinky, atmosférické vlivy.. B.. využití - uplatnění objektu dané: vlastnostmi (duševními a pohybovými),elektrotechnickými znalostmi osob a odporu lidského těla; četností osob a možnost jejich úniku; vlastnostmi zpracovávaných látek.. C.. konstrukce budovy - souhrn vlastností a provedení budovy, její fixace k okolí Vnější vlivy a krytí EZ Příklady označování vnějších vlivů : AA1,, 4... prostředí s rozmezím teplot -60 C +5 C, -5 C +40 AB5 normální vlhkost AC1 8 přítomnost vody: zanedbatelná, hluboké ponoření AE1 6 přítomnost cizích těles: zanedbatelná silná prašnost AH1... 3 úrovně vibrací mírné.. silné BA1 5.. schopnost osob - nepoučené znalé osoby BC1(4)... dotyk osob se zemním potenciálem. - žádný ( nevodivé okolí), trvalý ( vodivé okolí) BEx... nebezpečné látky povahy : - nebezpečí požáru, výbuchu, kontaminace CA1(2).. stavební materiály - nehořlavé (hořlavé) CB2,(3), (4)... konstrukce budovy - nebezpečí šíření ohně, (pohybu - posunu), (oscilace), 14
Vnější vlivy a krytí EZ Vnější vlivy a krytí EZ 15
Ochrana EZ proti škodlivým mechanickým nárazům Účinky elektrického proudu na lidský organismus Účinek proudu závisí na: Velikosti proudu EKG Druhu proudu Době průchodu Dráze průchodu proudu Fázi srdeční činnosti Frekvenci Fyzickém a psychickém stavu Krevní tlak Velikosti dotykového napětí vznik úrazu el. proudem s fibrilací srdce 16
Účinky elektrického proudu na lidský organismus Doba trvání průtoku proudu t Velikost proudu: > 0,5 ma Zpravidla žádná reakce ~ 1,2 ma Pozorovatelné chvění (brnění) prstů ~ 6 ma Počátek svalových křečí u žen ~ 9 ma Počátek svalových křečí u mužů ~ 20 ma Ochabnutí dýchacích svalů ~ 80 ma Fibrilace srdce při době průchodu >1s Pozn. hodnoty při průchodu z levé ruky do obou nohou Proud procházející tělem I Druh proudu: Účinky elektrického proudu na lidský organismus ~ AC - střídavý nejnebezpečnější 50 60 Hz (riziko fibrilací) = DC stejnosměrný méně škodlivý, působení především v elektrolýze krve, proto jsou bezpečné dotykové napětí pro vulnerabilní fáze všechny prostory pro DC proudy zhruba dvojnásobné Impedance těla: Systole Diastole Perioda Závisí na psychickém stavu, na velikosti napětí, dráze Impedance 750 9000 Ω, typicky 2000 Ω Při 50 V impednace 6000 Ω, 700 V 750 Ω Ruka ruka 2 kω, noha noha 1,3 kω, obě ruce hruď 300 Ω 17
První pomoc při úrazu elektrickým proudem Postiženého vyprostíme z dosahu el. Proudu vypnutím nebo spolehlivým přerušením el. obvodu, v němž se postižený nachází Jestliže postižený nedýchá, zahájíme umělé dýchání Je-li pulz postiženého nehmatný, umělé dýchání doplníme srdeční masáží Zavoláme lékaře Úraz zahlásíme nadřízenému pracovníkovi 18